(57)【要約】  リレーノードシステム内のＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、受信アンテナ３０１及び受信アンテナ３０２により、前段のマクロセル基地局１００内の送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２からの通信ストリームの信号を受信し、当該通信ストリームの信号を増幅した上で、送信アンテナ３０３及び送信アンテナ３０４により、無線端末２００へ送信する。
2011129417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置と第２の通信装置との無線通信を中継する複数の通信中継装置を含み、
前記複数の通信中継装置のそれぞれは、
前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数であって、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナからの通信データ系列の信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにより受信された通信データ系列の信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された前記通信データ系列の信号を前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信する送信アンテナと
を備え、前記複数の通信中継装置を介して、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間で、同一の周波数により異なる通信データ系列の信号を伝送するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）伝送を実行するようにした通信システム。
【請求項２】
前記複数の通信中継装置のそれぞれは、前記第１の通信装置との間の伝送損失が第１の所定範囲内となる位置に設置される請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記増幅部は、前記第１の通信装置との間の伝搬損失に応じて、増幅率を変える請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記複数の通信中継装置の少なくとも何れかは、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）伝送を行う請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記複数の通信中継装置のそれぞれにおける前記増幅部は、第２の所定範囲内の増幅特性及び第３の所定範囲内の遅延特性である請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
第１の通信装置と第２の通信装置との無線通信を、他の通信中継装置と共に中継する通信中継装置であって、
前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数であって、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナからの通信データ系列の信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにより受信された通信データ系列の信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部により増幅された前記通信データ系列の信号を前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信する送信アンテナと
を備え、前記他の通信中継装置と共に、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間で、同一の周波数により異なる通信データ系列を伝送するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）伝送を実行するようにした通信中継装置。
【請求項７】
第１の通信装置と第２の通信装置との無線通信を中継する複数の通信中継装置を含む通信システムにおける通信制御方法であって、
前記複数の通信中継装置のそれぞれにおける、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数の受信アンテナが、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナからの通信データ系列の信号を受信するステップと、
前記複数の通信中継装置のそれぞれが、受信された通信データ系列の信号を増幅するステップと、
前記複数の通信中継装置のそれぞれにおける送信アンテナが、増幅された前記通信データ系列の信号を前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信するステップと
を有し、前記複数の通信中継装置を介して、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間で、同一の周波数により異なる通信データ系列を伝送するＭＩＭＯ伝送を実行するようにした通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の通信装置と第２の通信装置との無線通信を中継する複数の通信中継装置を含む通信システム、通信中継装置、及び、通信システムにおける通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速・大容量の通信を実現する次世代無線通信システムとして、無線通信システムの標準化団体である３ＧＰＰで標準化されているＬＴＥがある。ＬＴＥは３ＧＰＰ  Ｒｅｌｅａｓｅ８として技術仕様が定まり、現在はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの検討が行われている。【０００３】
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、システム容量及びカバレッジの拡大や、トラフィックの分散を図るべく、大出力のマクロセル基地局（ＭｅＮＢ）と無線端末（ＵＥ）との無線通信における中継を行う装置としてのＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）リレーノード等が配置される。このような無線通信システムの構成は、ヘテロジーニアス・ネットワークと称される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】3GPP, RP-090665, Qualcomm, "Revised SID on LTE-Advanced", 2009年5月
【発明の概要】
【０００５】
しなしながら、ＭＩＭＯリレーノードはコストが高いという問題がある。また、無線基地局と無線端末との無線通信における中継を、１つのＭＩＭＯリレーノードで実現しようとすると、当該ＭＩＭＯリレーノード内のアンテナ間の距離は比較的近いため、空間相関の低減や、無線端末における通信ストリームの分離性能の向上に限界があるという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、低コストで、且つ、受信性能を向上させた通信システム、通信中継装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の第１の特徴は、第１の通信装置（マクロセル基地局１００）と第２の通信装置（無線端末２００）との無線通信を中継する複数の通信中継装置（ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２）を含み、前記複数の通信中継装置のそれぞれは、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数であって、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナからの通信データ系列（通信ストリーム）の信号を受信する受信アンテナ（受信アンテナ３０１、受信アンテナ３０２）と、前記受信アンテナにより受信された通信データ系列の信号を増幅する増幅部（サービス側無線通信部３０６）と、前記増幅部により増幅された前記通信データ系列の信号を前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信する送信アンテナ（送信アンテナ３０３、送信アンテナ３０４）とを備え、前記複数の通信中継装置を介して、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間で、同一の周波数により異なる通信データ系列を伝送するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）伝送を実行するようにした通信システム（リレーノードシステム１）であることを要旨とする。
【０００８】
このような通信システムは、第１の通信装置と第２の通信装置との無線通信を中継する際に、複数の通信中継装置のそれぞれは、第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数の受信アンテナにより通信データ系列の信号を受信し、当該通信データ系列の信号を増幅して、送信アンテナにより前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信することで、第１の通信装置と第２の通信装置との間のＭＩＭＯ伝送を実行する。従って、コストの高いＭＩＭＯリレーノードを１つの中継段に１つだけ用いて、第１の通信装置と第２の通信装置との間の無線通信を中継する場合よりも、コストが低下する。また、第１の通信装置と第２の通信装置との間の無線通信を１つのＭＩＭＯリレーノードで実現する場合と比較して、アンテナ間の距離を広げることができるため、第２の通信装置における受信性能を向上できる。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、前記複数の通信中継装置のそれぞれは、前記第１の通信装置との間の伝送損失が第１の所定範囲内となる位置に設置されることを要旨とする。
【００１０】
このように、第１の通信装置と各通信中継装置との間の伝搬損失が第１の所定範囲内であることで、第２の通信装置における各受信アンテナで受信される通信データ系列の信号の受信電力を所定範囲内とすることができ、受信性能を向上できる。
【００１１】
本発明の第３の特徴は、前記増幅部は、前記第１の通信装置との間の伝搬損失に応じて、増幅率を変えることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第４の特徴は、前記複数の通信中継装置の少なくとも何れかは、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）伝送を行うことを要旨とする。
【００１３】
本発明の第５の特徴は、前記複数の通信中継装置のそれぞれにおける前記増幅部は、第２の所定範囲内の増幅特性及び第３の所定範囲内の遅延特性であることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第６の特徴は、第１の通信装置と第２の通信装置との無線通信を、他の通信中継装置と共に中継する通信中継装置であって、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数であって、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナからの通信データ系列の信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにより受信された通信データ系列の信号を増幅する増幅部と、前記増幅部により増幅された前記通信データ系列の信号を前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信する送信アンテナとを備え、前記他の通信中継装置と共に、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間で、同一の周波数により異なる通信データ系列の信号を伝送するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）伝送を実行するようにしたことを要旨とする。
【００１５】
本発明の第７の特徴は、第１の通信装置と第２の通信装置（無線端末２００）との無線通信を中継する複数の通信中継装置を含む通信システムにおける通信制御方法であって、前記複数の通信中継装置のそれぞれにおける、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナ以下の数の受信アンテナが、前記第１の通信装置又は他の通信中継装置における送信アンテナからの通信データ系列の信号を受信するステップと、前記複数の通信中継装置のそれぞれが、受信された通信データ系列の信号を増幅するステップと、前記複数の通信中継装置のそれぞれにおける送信アンテナが、増幅された前記通信データ系列の信号を前記第２の通信装置又は他の通信中継装置へ送信するステップとを有し、前記複数の通信中継装置を介して、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置との間で、同一の周波数により異なる通信データ系列を伝送するＭＩＭＯ伝送を実行するようにしたことを要旨とする。
【００１６】
本発明の特徴によれば、低コストで、且つ、受信性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線通信システムのＭＩＭＯ伝送に係る部分の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＳＩＳＯ−ＡＦリレーノードの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＳＩＳＯ−ＡＦリレーノードの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る無線通信システムのＭＩＭＯ伝送に係る部分の第１乃至第３の他の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線通信システムのＭＩＭＯ伝送に係る部分の第４の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）ＳＩＳＯ−ＡＦリレーの動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１９】
（１）無線通信システムの構成
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。無線通信システムは、例えば、第４世代（４Ｇ）携帯電話システムとして位置づけられているＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに基づく構成を有する。
【００２０】
図１に示すように、無線通信システムは、大セル（例えば、マクロセル）ＭＣ１を形成するマクロセル基地局（ＭｅＮＢ）１００と、建物４００内に設置される通信中継装置としての１入力１出力のＳＩＳＯ（Single Input Single Output）−ＡＦ（Amplify and Forward）リレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２と、建物４００内に位置する無線端末（ＵＥ）２００とを含む。なお、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２は、レピータとも称される。
【００２１】
図１に示す無線通信システムでは、マクロセル基地局１００からＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２を経由して無線端末２００に向かう下り方向の無線通信が行われる。
【００２２】
ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とは、マクロセル基地局１００との間の伝送損失が第１の所定範囲内（例えば同一）となる位置に設置される。例えば、作業者により、建物４００内の複数の箇所で、マクロセル基地局１００からの通信ストリームの信号の受信電力が測定される。更に、測定された受信電力が第１の所定範囲内である２箇所に、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とが設置される。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態に係る無線通信システムのＭＩＭＯ伝送に係る部分の構成を示す図である。
【００２４】
図２に示すＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とは、リレーノードシステム１を構成する。
【００２５】
マクロセル基地局１００は、送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２を有する。マクロセル基地局１００は、送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２から、第１の周波数帯域を用いて、通信ストリームＳ１１と、当該通信ストリームＳ１１とは異なる通信ストリームＳ１２とを多重させて送信する。
【００２６】
ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、受信アンテナ３０１を有する。ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２は、受信アンテナ３０２を有する。受信アンテナ３０１及び受信アンテナ３０２は、送信アンテナ１０１からの通信ストリームと送信アンテナ１０２からの通信ストリームとが多重（合成）された通信ストリームを受信する。
【００２７】
マクロセル基地局１００と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２との間の無線伝搬路の状態は、チャネル行列Ｈ１で表される。
【００２８】
チャネル行列Ｈ１は、送信側であるマクロセル基地局１００が送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２を有し、受信側であるＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２が受信アンテナ３０１及び受信アンテナ３０２を有することに対応して、２×２の行列となる。チャネル行列Ｈ１の第１行第１列の成分はｈ１１１、第１行第２列の成分はｈ１２１、第２行第１列の成分はｈ１１２、第２行第２列の成分はｈ１２２である。
【００２９】
受信アンテナ３０１が受信する通信ストリームＲ１１は、チャネル行列Ｈ１を用いることにより、ｈ１１１・Ｓ１１＋ｈ１２１・Ｓ１２となる。受信アンテナ３０２が受信する通信ストリームＲ１２は、チャネル行列Ｈ１を用いることにより、ｈ１１２・Ｓ１１＋ｈ１２２・Ｓ１２となる。
【００３０】
ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、送信アンテナ３０３を有する。ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２は、送信アンテナ３０４を有する。ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、受信アンテナ３０１で受信した信号を増幅し、増幅した信号を送信アンテナ３０３より送信する（通信ストリームＳ２１の送信）。ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２は、受信アンテナ３０２で受信した信号を増幅し、増幅した信号を送信アンテナ３０３より送信する（通信ストリームＳ２２の送信）。
【００３１】
無線端末２００は、受信アンテナ２０１及び受信アンテナ２０２を有する。受信アンテナ２０１及び受信アンテナ２０２は、送信アンテナ３０３からの通信ストリームと送信アンテナ３０４からの通信ストリームとが合成された通信ストリームを受信する。
【００３２】
ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２と、無線端末２００との間の無線伝搬路の状態は、チャネル行列Ｈ２で表される。
【００３３】
チャネル行列Ｈ２は、送信側であるＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２が送信アンテナ３０３及び送信アンテナ３０４を有し、受信側である無線端末２００が受信アンテナ２０１及び受信アンテナ２０２を有することに対応して、２×２の行列となる。チャネル行列Ｈ２の第１行第１列の成分はｈ２１１、第１行第２列の成分はｈ２２１、第２行第１列の成分はｈ２１２、第２行第２列の成分はｈ２２２である。
【００３４】
受信アンテナ２０１が受信する通信ストリームＲ２１は、チャネル行列Ｈ２を用いることにより、ｈ２１１・Ｓ２１＋ｈ２２１・Ｓ２２となる。受信アンテナ２０２が受信する通信ストリームＲ２２は、チャネル行列Ｈ２を用いることにより、ｈ２１２・Ｓ２１＋ｈ２２２・Ｓ２２となる。
【００３５】
無線端末２００は、受信アンテナ２０１が受信する通信ストリームＲ２１と、受信アンテナ２０２が受信する通信ストリームＲ２２と、チャネル行列Ｈ１と、チャネル行列Ｈ２とを用いて、マクロセル基地局１００の送信アンテナ１０１が送信する通信ストリームＳ１１と、送信アンテナ１０２が送信する通信ストリームＳ１２とを取得する。なお、例えば、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２と、無線端末２００との間で、同期が確立される際に、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１やＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２がチャネル行列Ｈ１の成分を無線端末２００へ通知することにより、無線端末２００は、チャネル行列Ｈ１の成分を認識できる。
【００３６】
上述したように、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２によって、マクロセル基地局１００と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２との間において、２入力２出力のＭＩＭＯ伝送が実現され、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２と無線端末２００との間において、２入力２出力のＭＩＭＯ伝送が実現される。
【００３７】
（１．２）ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノードの構成
図３は、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１の構成を示すブロック図である。なお、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２の構成も同様である。
【００３８】
図３に示すように、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、受信アンテナ３０１、送信アンテナ３０２、ドナー側無線通信部３０５、サービス側無線通信部３０６、制御部３１０及び記憶部３１１を含む。
【００３９】
受信アンテナ３０１は、マクロセル基地局１００の送信アンテナ１０１によって送信された通信ストリームと送信アンテナ１０２によって送信された通信ストリームとが合成された通信ストリームＲ１１の信号を受信する。上述したように、通信ストリームＲ１１は、チャネル行列Ｈ１を用いることにより、ｈ１１１・Ｓ１１＋ｈ１２１・Ｓ１２となる。
【００４０】
ドナー側無線通信部３０５は、通信ストリームＲ１１の信号が入力される。ドナー側無線通信部３０５は、入力された通信ストリームＲ１１の信号をサービス側無線通信部３０６へ出力する。また、ドナー側無線通信部３０５は、通信ストリームＲ１１の信号の受信電力を測定し、測定値（受信電力測定値）を制御部３１０へ出力する。
【００４１】
制御部３１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１が具備する各種の機能を制御する。記憶部３１１は、例えばメモリによって構成され、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００４２】
制御部３１０は、ドナー側無線通信部３０５からの受信電力測定値が入力される。制御部３１０は、受信電力測定値と、既知であるマクロセル基地局１００の送信電力値との差を算出し、当該差に基づいて、マクロセル基地局１００とＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１との間の伝搬損失を算出する。ここで、伝搬損失とは、距離減衰、シャドウィング損失、地物通過損失を含めたものである。既知であるマクロセル基地局１００の送信電力値は、例えば、記憶部３１１に記憶されている。
【００４３】
制御部３１０は、マクロセル基地局１００とＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１との間の伝搬損失に応じて、増幅率を決定する。具体的には、制御部３１０は、送信アンテナ３０３から送信される通信ストリームの信号の電力が所定値となるように増幅率を決定する。決定される増幅率は、伝搬損失が大きいほど、増幅率が大きくなる。制御部３１０は、決定した増幅率をサービス側無線通信部３０６へ出力する。
【００４４】
サービス側無線通信部３０６は、ドナー側無線通信部３０５からの通信ストリームＲ１１の信号が入力されるとともに、制御部３１０からの増幅率が入力される。
【００４５】
サービス側無線通信部３０６は、増幅部としての図示しないアンプを内蔵し、通信ストリームＲ１１の信号を、入力された増幅率で増幅して送信アンテナ３０３へ出力する。ここで、アンプの増幅特性は、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２におけるアンプの増幅特性と同様、第２の所定範囲内（例えば同一）である。また、アンプの遅延特性は、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２におけるアンプの遅延特性と同様、第３の所定範囲内（例えば同一）である。送信アンテナ３０３は、増幅後の通信ストリームＳ２１の信号を後段の無線端末２００へ送信する。
【００４６】
無線端末２００内の受信アンテナ２０１及び受信アンテナ２０２は、送信アンテナ３０３によって送信された通信ストリームと、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２内の送信アンテナ３０４によって送信された通信ストリームとが合成された通信ストリームの信号を受信する。上述したように、受信アンテナ２０１によって受信される通信ストリームＲ２１は、チャネル行列Ｈ２を用いることにより、ｈ２１１・Ｓ２１＋ｈ２２１・Ｓ２２となる。また、受信アンテナ２０２によって受信される通信ストリームＲ２２は、チャネル行列Ｈ２を用いることにより、ｈ２１２・Ｓ２１＋ｈ２２２・Ｓ２２となる。
【００４７】
（２）ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノードの動作
次に、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１の動作について説明する。図４は、本発明の実施形態に係るＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１の動作を示すフローチャートである。なお、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２の動作についても同様である。
【００４８】
ステップＳ１０１において、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１内の受信アンテナ３０１は、マクロセル基地局１００内の送信アンテナ１０１からの通信ストリームと送信アンテナ１０２からの通信ストリームとが合成された通信ストリームの信号を受信する。
【００４９】
ステップＳ１０２において、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、通信ストリームの信号の受信電力を測定する。更に、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、受信電力測定値と既知であるマクロセル基地局１００の送信電力値とに基づいて、マクロセル基地局１００とＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１との間の伝搬損失を算出する。
【００５０】
ステップＳ１０３において、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、算出した伝搬損失に応じて、送信アンテナ３０３から送信される通信ストリームの信号の電力が所定値となるように、増幅率を決定する。更に、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１は、決定した増幅率で通信ストリームの信号を増幅する。
【００５１】
ステップＳ１０４において、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１内の送信アンテナ３０３は、増幅後の通信ストリームの信号を後段の無線端末２００へ送信する。
【００５２】
（３）作用・効果
本実施形態における、リレーノードシステム１内のＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２は、受信アンテナ３０１及び受信アンテナ３０２により、前段のマクロセル基地局１００内の送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２からの通信ストリームの信号を受信し、当該通信ストリームの信号を増幅した上で、送信アンテナ３０３及び送信アンテナ３０４により、後段の無線端末２００へ送信する。これにより、同一の周波数により異なる通信ストリームを同時に伝送するＭＩＭＯ伝送が実現される。
【００５３】
従って、コストの高い２入力２出力のＭＩＭＯリレーノードを用いることなく、低いコストでマクロセル基地局１００と無線端末２００との間の無線通信を中継できる。
【００５４】
また、マクロセル基地局１００と無線端末２００との間の無線通信を１つのＭＩＭＯリレーノードで実現する場合と比較すると、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１とＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とが離れて配置可能であるため、アンテナ間の距離が広がり、空間相関の影響が低減される。このため、受信性能が向上する。発明者によるシミュレーションにおいても、スループット性能やＲａｎｋ特性の向上が確かめられた。
【００５５】
また、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とは、マクロセル基地局１００との間の伝送損失が第１の所定範囲内となる位置に設置される。従って、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１内の受信アンテナ３０１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２内の受信アンテナ３０２とで受信される通信ストリームの信号の受信電力を所定範囲内とすることができ、送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２から受信アンテナ３０１に至る無線伝搬路と、送信アンテナ１０１及び送信アンテナ１０２から受信アンテナ３０２に至る無線伝搬路の一方が支配的になる場合と比較すると、空間多重効果を向上させることができる。
【００５６】
また、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とは、マクロセル基地局１００との間の伝搬損失に応じて、通信ストリームの信号の増幅率を変える。これにより、例えば、伝搬損失が頻繁に変動する環境下や、仮に、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とが、マクロセル基地局１００との間の伝送損失が第１の所定範囲内となる位置に設置されない場合においても、伝搬損失の違いによる受信電力の増減を、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とにおいて吸収して、空間多重効果を向上させることができる。
【００５７】
また、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１と、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とにおいて、増幅部としてのサービス側無線通信部３０６の増幅特性は第２の所定範囲内であり、遅延特性は第３の所定範囲内である。従って、無線端末２００における受信アンテナ２０１及び受信アンテナ２０２で受信される通信ストリームの信号の受信電力の大きさ及び位相を所定範囲内とすることが可能であり、通信ストリームの分離性能を向上できる。
【００５８】
（４）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００５９】
上述した実施形態では、リレーノードシステムは、２入力２出力のＭＩＭＯ伝送を実現したが、ＭＩＭＯの伝送方式はこれに限定されない。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、４入力４出力のＭＩＭＯ伝送を実現してもよい。図５（ａ）では、リレーノードシステムは、２入力２出力のＭＩＭＯリレーノード３２０−１及びＭＩＭＯリレーノード３２０−２により構成される。また、図５（ｂ）では、リレーノードシステムは、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２と、２入力２出力のＭＩＭＯリレーノード３２０−２により構成される。これらの場合には、１つの４入力４出力のＭＩＭＯリレーノードによってリレーノードシステムが構成される場合よりも、コスト低減が可能である。
【００６０】
また、図５（ｃ）に示すように、リレーノードシステムは、前段のマクロセル基地局１００の送信アンテナよりも少ない数の受信アンテナを有するリレーノードによって構成されてもよい。
【００６１】
また、図６に示すように、マクロセル基地局１００の送信アンテナから無線端末２００の受信アンテナに至る無線伝搬路において、複数のリレーノードシステムを構成してもよい。図６では、前段のリレーノードシステム内のＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１とＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２とが同一の中継段を構成し、後段のリレーノードシステム内のＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−３とＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−４とが同一の中継段を構成する。
【００６２】
上述した実施形態では、無線通信システムにおいて、マクロセル基地局１００からＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２を経由して無線端末２００に向かう下り方向の無線通信が行われたが、無線端末２００からＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２を経由してマクロセル基地局１００に向かう上り方向の無線通信においても、同様に本発明を適用可能である。
【００６３】
上述した実施形態では、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２がそれぞれ独立して、マクロセル基地局１００と無線端末２００との間で実行されるＭＩＭＯ伝送用の信号を中継したが、ＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−１及びＳＩＳＯ−ＡＦリレーノード３００−２からの送信を同期させるようにしてもよい。この場合、各リレーノードに、送信タイミングを制御するための制御部と、各リレーノードに設けられた前記制御部間で、同期制御用の信号を送受信するための有線あるいは無線のインタフェースとを備え、一方のリレーノードが最初にマクロセル基地局１００からの信号を受信したタイミングをトリガとして、所定の同期処理が実行される。なお、この同期処理は、定期的に実行されるようにしてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、無線通信システムは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに基づく構成であったが、３ＧＰＰ−Ｒｅｌｅａｓｅ９等の他の通信規格に基づく構成であってもよい。
【００６５】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【００６６】
なお、日本国特許出願第２０１０−０９５５４５号（２０１０年４月１６日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の通信システム、通信中継装置及び通信制御方法は、低コストで、且つ、受信性能を向上でき、通信システム、通信中継装置及び通信制御方法として有用である。
【図１】
2011129417.tif 000003
【図２】
2011129417.tif 000004
【図３】
2011129417.tif 000005
【図４】
2011129417.tif 000006
【図５】
2011129417.tif 000007
【図６】
2011129417.tif 000008
【国際調査報告】
2011129417.tif 000009
2011129417.tif 000010